PRARANCANGAN PABRIK BENZIL ALKOHOL DARI BENZIL KLORIDA, NATRIUM KARBONAT DAN AIR DENGAN KAPASITAS 50.000 TON/TAHUN
ABSTRAK
PRARANCANGAN PABRIK BENZIL ALKOHOL DARI BENZIL
KLORIDA, NATRIUM KARBONAT DAN AIR DENGAN KAPASITAS
50.000 TON/TAHUN
Oleh
SULISTIONO
Pabrik Benzil Alkohol berbahan baku benzil klorida, natrium karbonat,
dan air akan didirikan di Surabaya. Pabrik ini berdiri dengan mempertimbangkan
kebutuhan dalam negeri akan benzil alcohol yang terus meningkat, ketersediaan
bahan baku, sarana transportasi yang memadai, tenaga kerja yang mudah
didapatkan dan kondisi lingkungan.
Pabrik direncanakan memproduksi benzil alkohol sebanyak 50.000
ton/tahun, dengan waktu operasi 24 jam/hari, 330 hari/tahun. Bahan baku yang
digunakan adalah benzil klorida sebanyak 7.533,2710 kg/jam, natrium karbonat
sebanyak 3.156,2321 kg/jam, dan air sebanyak 6.249,9646 kg/jam.
Penyediaan kebutuhan utilitas pabrik benzil alkohol berupa: pengadaan
air, pengadaan steam, pengadaan listrik, kebutuhan bahan bakar, dan pengadaan
udara kering.
Bentuk perusahaan adalah Perseroan Terbatas (PT) menggunakan struktur
organisasi line dan staff dengan jumlah karyawan sebanyak 134 orang.
Dari analisis ekonomi diperoleh:
Fixed Capital Investment
(FCI)
= Rp 377.126.320.790
Working Capital Investment
(WCI)
= Rp 66.551.703.669
Total Capital Investment
(TCI)
= Rp 443.678.024.458
Break Even Point
(BEP)
= 33,1997 %
Shut Down Point
(SDP)
= 24,7329 %
Pay Out Time before taxes
(POT)b
= 1,2356 years
Pay Out Time after taxes
(POT)a
= 1,4982 years
Return on Investment before taxes
(ROI)b
= 60,2913 %
Return on Investment after taxes
(ROI)a
= 48,2330 %
Discounted cash flow
(DCF)
= 50,0372 %
Mempertimbangkan paparan di atas, sudah selayaknya pendirian pabrik
benzil alkohol ini dikaji lebih lanjut, karena merupakan pabrik yang
menguntungkan dan mempunyai masa depan yang baik.
i
MOTO
Hidup adalah perjuangan untuk mencapai
sebuah tujuan di dunia dan akhirat.
Sebuah Karya kecilku....
Dengan segenap hati kupersembahkan tugas akhir ini kepada:
Allah SWT,
Atas kehendak-Nya semua ini ada
Atas rahmat-Nya semua ini aku dapatkan
Atas kekuatan dari-Nya aku bisa bertahan.
Orang tuaku sebagai tanda baktiku, terima kasih atas segalanya,
doa, kasih sayang, pengorbanan, dan keikhlasannya.
Ini hanyalah setitik balasan yang tidak bisa dibandingkan dengan
berjuta-juta pengorbanan dan kasih sayang
yang tidak akan pernah berakhir.
Guru-guruku sebagai tanda hormatku,
terima kasih atas ilmu yang telah diberikan.
Serta tak lupa kupersembahkan kepada Almamaterku tercinta,
semoga kelak berguna dikemudian hari.
SANWACANA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT yang Maha Kuasa dan
Maha Penyayang, atas segala rahmat dan hidayah-Nya, sehingga tugas akhir ini
dengan judul “Prarancangan Pabrik Benzil Alkohol dari Benzil Klorida, Natrium
Karbonat dan Air Kapasitas 50.000 Ton / Tahun” dapat diselesaikan dengan baik.
Tugas akhir ini disusun dalam rangka memenuhi salah satu syarat guna
memperoleh derajat kesarjanaan (S-1) di Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Lampung.
Penyusunan tugas akhir ini tidak lepas dari bantuan dan dukungan dari beberapa
pihak. Oleh karena itu penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Ir. Azhar, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia Universitas Lampung.
2. Panca Nugrahini F., S.T., M.T., selaku dosen pembimbing I, yang telah
memberikan pengarahan, masukan, bimbingan, kritik dan saran selama
penyelesaian tugas akhir. Semoga ilmu bermanfaat yang diberikan dapat
berguna dikemudian hari.
3. Heri Rustamaji, S.T, M.Eng., selaku dosen pembimbing II, yang telah
memberikan pengarahan, masukan, bimbingan, kritik dan saran selama
penyelesaian tugas akhir. Semoga ilmu bermanfaat yang diberikan dapat
berguna dikemudian hari.
4. Ir. Azhar, M.T., dan Darmansyah, S.T., M.T., selaku Dosen Penguji atas ilmu,
kritik dan saran, dalam penyelesaian tugas akhir.
5. Seluruh Dosen Teknik Kimia Universitas Lampung, atas semua ilmu dan
bekal masa depan yang akan selalu bermanfaat.
6. Keluargaku tercinta, untuk Ayah, Ibu, Abang dan Adik tercinta yang selalu
memberikan do’a, semangat, dukungan, serta kepercayaan dan ketulusan
untukku, skripsi ini juga ku persembahkan untuk mereka semoga bisa menjadi
pengobat hati yang pilu.
7. Ika Hermania, selaku rekan seperjuangan dalam suka duka yang telah
membantu penulis dalam penyelesaian laporan tugas akhir ini.
8. Aprilla Ayu Ramasari, terimakasih atas dukungan yang tiada henti.
9. Teman-teman seperjuangan di Teknik Kimia Angkatan 2007, kakak-kakak
dan adik-adik angkatan yang tidak bisa disebutkan satu persatu. Terimakasih
atas bantuannya selama penulis menyelesaikan tugas akhir ini.
10. Semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan tugas akhir ini.
Semoga Allah membalas semua kebaikan mereka terhadap penulis dan semoga
skripsi ini berguna.
Bandar Lampung, 4 Agustus 2014
Penulis,
Sulistiono
DAFTAR ISI
halaman
Abstrak
Daftar Isi ....................................................................................................... vi
Daftar Tabel .................................................................................................. ix
Daftar Gambar ............................................................................................. xii
Daftar Grafik ..............................................................................................
xiii
I. Pendahuluan .............................................................................................. 1
1.1. Latar Belakang ....................................................................................... 1
1.2. Kegunaan Produk ................................................................................. 2
1.3. Ketersedian Bahan Baku ....................................................................... 3
1.4. Prospek Pasar .......................................................................................... 3
1.5. Lokasi Pabrik ........................................................................................... 5
II. Uraian Proses ............................................................................................ 7
2.1. Jenis – Jenis Poses ............................................................................... 7
1. Reduksi Katalia dengan Benzaldehida .................................................. 7
2. Reaksi Cannizaro .................................................................................. 7
3. Reaksi Hidrolisa ...................................................................................... 8
2.2. Pemilihan Proses ..................................................................................
8
a. Tinjauan Ekonomi ................................................................................
9
b. Tinjauan Termodinamika ................................................................... 17
2.3. Uraian Proses ...................................................................................... 24
a. Persiapan Bahan Baku ......................................................................... 24
b. Tahap Reaksi ...................................................................................... 25
c. Tahap Pemurnian ................................................................................. 26
vi
III. Spesifikasi Bahan Baku dan Produk .................................................... 27
3.1. Spesifikasi Bahan ................................................................................... 27
1. Bahan Baku ......................................................................................... 27
2. Bahan Pembantu .................................................................................. 28
3.2. Spesifikasi Produk ............................................................................... 28
IV. Neraca Massa dan Neraca Energi ......................................................... 31
A. Neraca Massa .......................................................................................... 31
B. Neraca Energi .......................................................................................... 36
V. Spesifikasi Peralatan ................................................................................ 42
A. Peralatan Proses ...................................................................................... 42
VI. Utilitas dan Pengolahan Limbah ........................................................... 57
A. Unit Pendukug Proses (Utilitas) .............................................................. 57
B. Laboratorium ........................................................................................... 84
C.1. Laboratorium Fisika ....................................................................... 86
C.2. Laboratorium Analitik .................................................................... 86
C.3. Laboratorium Penelitian dan Pengembangan ................................ 86
C.4. Laboratorium Analisa Air .............................................................. 87
C.5. Alat Analisa ..................................................................................... 88
D. Instrumentasi dan Pengendalian Proses .................................................. 88
VII. Lokasi dan Tata Letak Pabrik ............................................................ 91
A. Lokasi Pabrik .......................................................................................... 91
B. Tata Letak Pabrik .................................................................................... 94
C. Prakiraan Areal Lingkungan .................................................................
94
VIII. Sistem Manajemen dan Operasi Perusahaan .................................. 98
A. Bentuk Perusahaan ................................................................................. 98
B. Deskripsi Jabatan ...................... .............................................................. 99
C. Hari Libur Karyawan ............................................................................. 110
vii
D. Jam Kerja ................................................. ................................................ 111
E. Sistem Pengupahan ................................................................................. 114
F. Kesejahteraan Karyawan ........................................................................ 116
G.Kesehatan dan Keselamatan Kerja ............................................................ 118
IX. Investasi dan Evaluasi Ekonomi ........................................................... 120
A. Investasi .................................................................................................. 120
B. Evaluasi Ekonomi ................................................................................... 125
C. Angsuran Pinjaman ................................................................................. 127
X. Kesimpulan dan Saran ............................................................................ 129
Daftar Pustaka
Lampiran (Tugas Khusus, Perancangan Reactor)
viii
DAFTAR TABEL
Tabel
halaman
1.1. Data Impor Benzil Alkohol di Indonesia..................................................
3
2.1. Harga bahan baku dan produk .................................................................
9
2.2. Nilai ΔH°f masing-masing Komponen ....................................................
18
2.3. Nilai ΔG°f masing-masing Komponen ....................................................
19
2.4. Nilai ΔH°f masing-masing Komponen.....................................................
20
2.5. Nilai ΔG°f masing-masing Komponen.....................................................
21
2.6. . Nilai ΔH°f masing-masing Komponen...................................................
22
2.7. Nilai ΔG°f masing-masing Komponen.....................................................
23
2.8. Kriteria penilaian pemilihan proses..........................................................
24
4.1. Data komponen ........................................................................................
32
4.2. Neraca Massa Mixing Tank (MT-101)..................................................... 32
4.3. Neraca Massa Reactor I (RE-201) .......................................................... 33
4.4. Neraca Massa Reactor II (RE-202) ........................................................ 33
4.5 Neraca Massa pada Decanter .................................................................... 34
4.6. Neraca Massa Total Menara Distilasi .....................................................
34
4.7. Neraca Massa Condensor (CD-301)…….................................................
35
4.8. Neraca Massa Reboiler (RB-301) ……….......... ...................................
35
4.9. Neraca Energi Total Mixing Tank ……....................................................
36
4.10. Neraca Energi masuk Reaktor I .....………......... ................................... 36
4.11 Neraca Energi keluar Reaktor I ..............................................................
37
4.12 Neraca Energi Total Reaktor I ................................................................
37
4.13. Neraca Energi masuk Reaktor II .....………........ ................................... 38
4.14. Neraca Energi keluar Reaktor II.............................................................. 38
4.15. Neraca Energi Total Reaktor II ................................................................ 39
ix
4.16. Neraca Energi Masuk Decanter ............................................................... 39
4.17. Neraca Energi Keluaran Decanter Aliran Atas ....................................... 40
4.18. Neraca Energi Keluaran Decanter Aliran Bawah ................................... 40
4.19. Neraca Energi Total DE-01 ..................................................................... 40
4.20. Neraca Energi Masuk Distilasi ................................................................ 41
4.21. Neraca Energi Total Menara Distilasi ..................................................... 41
5.1. Spesifikasi Tangki Benzil Klorida (ST-101) .......................................... 42
5.2. Spesifikasi Tangki Benzil Alkohol (ST-301) ......................................... 43
5.3. Spesifikasi Solid Storage (SS-101) ........................................................
44
5.4. Spesifikasi Screw Conveyor (SC-101) .................................................... 45
5.5. Spesifikasi Bucket Elevator (BE-101) .................................................... 46
5.6. Spesifikasi Feeder (FE-101) ..................................................................
47
5.7. Spesifikasi Mixing Tank (MT-101) ...................................................... .
48
5.8. Spesifikasi RE –201................................................................................
49
5.9. Spesifikasi RE –202 ..............................................................................
50
5.10. Spesifikasi Dekanter (DE-301) ............................................................
51
5.11. Spesifikasi Menara Distilasi (MD-301) .................................................
52
5.12. Spesifikasi Condensor ( CD – 401 .........................................................
53
5.13. Spesifikasi AC-401 ................................................................................
54
5.14. Spesifikasi Reboiler (RB-401) ...............................................................
55
5.15. Spesifikasi Pompa (PP – 101) ...............................................................
56
5.16. Spesifikasi Pompa (PP – 301) ..............................................................
56
6.1. Standar Air untuk Kebutuhan Domestik ................................................. 58
6.2. Kebutuhan Air untuk General Uses ........................................................ 59
6.3. Kebutuhan Air untuk Air Pendingin ....................................................... 61
6.4. Baku Mutu Air Proses ............................................................................. 66
6.5. Kebutuhan Steam .................................................................................... 67
6.6. Kebutuhan Air Untuk Process Water ......................................................
68
6.7. Kebutuhan Penerangan untuk Area dalam Bangunan ............................ 78
6.8. Kebutuhan Penerangan untuk Area luar Bangunan ...............................
79
6.19. Kebutuhan Listrik untuk Alat Proses .................................................... 80
6.10. Kebutuhan Listrik untuk Alat Utilitas ................................................... 81
x
6.11. Tingkatan Kebutuhan Informasi dan Sistem Pengendalian .................. 89
6.12. Pengendalian Variabel Utama Proses .................................................... 90
8.1. Jadwal Kerja Regu Shift ........................................................................... 112
8.2. Jumlah Operator Berdasarkan Jenis Alat ................................................... 114
8.3. Penggolongan jumlah tenaga kerja ............................................................ 115
8.4. Jumlah karyawan shift ................................................................................ 116
9.1. Fixed Capital Investment ......................................................................... 121
9.2. Manufacturing Cost ................................................................................. 122
9.3. General Expenses .................................................................................... 123
9.4. Biaya Administrasi .................................................................................. 124
9.5. Hasil Uji Kelayakan Ekonomi ................................................................. 128
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar
halaman
4.1 Blok Diagram Proses Pembuatan Benzil Alkohol ...............................
32
6.1 Cooling Tower ......................................................................................
63
6.2 Diagram Cooling Water System.............................................................
65
6.3 Diagram Alir Pengolahan Air................................................................
70
6.4 Deaerator .............................................................................................
77
7.1 Peta Provinsi Jawa Timu .....................................................................
95
7.2 Tata Letak Pabrik .................................................................................
96
7.3 Tata letak alat proses
97
....................................................................
xii
DAFTAR PUSTAKA
Banchero, B.1955. Chemical Engineering Series. Mc Graw Hill in Chemical
Engineering : New York
Biegler, T.1997. Systematic Methods of Chemical Process Design. Prentice Hall
International : London
Brown, G.1950. Unit Operations.John Wiley and Sons : New York
Brownell, Young.1959. Equipment Process Design.Wiley Eastern Limited :
Bangalore
Chemical Data Chemmaths. 2011.
Chemical Engineering Magazine, Ed. Juni 2011.
Coulson, Richardson.1983. Chemical Engineering, Vol. 6th. Pergamon Press :
New York
Coulson, Richardson.1955. Chemical Engineering, Vol. 2nd. ButterworthHeinemann : Boston
FLSmidth, One Source. 2011. Door Oliver Eimco Thickeners.
Fogler, Scott, H.1999.Elements of Chemical Reaction Engineering, Ed. 3th.
Prentice Hall International : London
Foust, A.1960. Principles of Unit Operations, Ed. 2nd. John Wiley and Sons :
New York
Geankoplis, C. J.1983. Transport Processes and Unit Operations, Ed. 2nd. Allyn
and Bacon, Inc : London
H. Porse, CP Keko ApS, pers.comm, 2009.
Harnby, N.1985. Mixing in The Process Industries, Ed. 2nd. ButterworthHeinemann : Boston
Hensley, C.2006. Cooling Tower Fundamentals. SPX Cooling Technologies :
Kansas
Himmelblau.1996. Basic Principles and Calculations in Chemical Engineering.
Prentice Hall International : London
Ismail, S.1996. Alat Industri Kimia. Unversitas Sriwjaya : Palembang
Kepdal. 2000 No. 113. Pedoman Teknis Laboratorium Lingkungan.
Kern, D.1950. Process Heat Transfer. Mc Graw Hill International Book
Company: London
Keyes, F. and Clark, R.S. 1959, Industrial Chemistry, 2nd edition, John Wiley and
Sons, Inc., New York.
Lesmana, D.2009. Bahan Kuliah Teknologi Buangan Industri Modul Limbah
Cair, Padat, Gas, dan B3.Universitas Lampung : Bandar Lampung
Levenspiel, O.1999. Chemical Reaction Engineering, Ed. 3rd.
John Wiley and Sons : New York
Material Codes. 2011.
Mc Cabe.1985. Unit Operation of Chemical Engineering, Jilid. 2nd, Ed. 4th.
Mc Graw Hill Book Company : New York
Mc Lanahan Corp. Aggregate Processing Division Brosure.2011
Menteri Keuangan Republik Indonesia, Agus Martowardojo, 14 Juni 2011, 09:51
WIB et.al. Kompas.com.
MIP Process Technology.2011. MIP Thickener Design.
Missen, R.1928.Introduction to Chemical Reaction Engineering and
Kinetics.John Wiley and Sons : New York
Moss, D.2004.Pressure Vessel Design Manual, Ed. 3th.Elvesier : Boston
MSDS Sodium Carbonate.Science Lab.com, 21 Februari 2011, 10:22 WIB
MSDS Phosphate Acid.Science Lab.com, 21 Februari 2011, 10:25 WIB
Mulyono, P.1997.Ekonomi Teknik Kimia.Universitas Gajah Mada : Yogyakarta
Perry’s.1950.Chemical Engineer’s Handbook, Ed. 3th.Mc Graw Hill Book
Company : London
Perry’s.1963.Chemical Engineer’s Handbook, Ed. 4th.Mc Graw Hill Book
Company : London
Perry’s.1999. Chemical Engineer’s Handbook, Ed. 7th.Mc Graw Hill Book
Company : London
Perry’s.2008. Chemical Engineer’s Handbook, Ed. 8th.Mc Graw Hill Book
Company : London
Peter, Timmerhaus.2002. Plant Design and Economics for Chemical
Engineers.Mc Graw Hill Higher Education : New York
Powel, S.1954.Water Conditioning for Industry, Ed. 1st.Mc Graw Hill Book
Company : London
Rase.1977.Chemical Reactor Design for Process Plant, Vol. 1st, Principles and
Techniques.John Wiley and Sons : New York
Reid, C.1987.The Properties of Gases and Liquids, Ed. 4th. Donneley and Sons :
New York
Reklaitis, G. V.1983. Introduction to Material and Energy Balances.Mc Graw
Hill Book Company : London
Sari, A.2010. Bahan Kuliah Utilitas dan Penggerak Mula Modul Pengolahan Air
Industri. Universitas Lampung : Bandar Lampung
Schepman, B. A.1962.New Concepts in Thickener Design, Underflow Pump
Arrangement, and Automatic Controls. SK-SNI Air Bersih, 12 Juni 2011,
13:25 WIB
Smith, J. M.2001.Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics, Ed.
6th.Mc Graw Hill International Edition : New York
Smith, J.M.1981.Chemical Engineering Kinetics, Ed. 3th.
Mc Graw Hill International Edition : New York
Smith, R.2005.Chemical Process Design and Integration.John Wiley and Sons :
New York
Sugiharto.1987. Dasar-Dasar Pengelolaan Air Limbah. Universitas Indonesia :
Jakarta
Technical Specification Thickeners.2011
Treyball, R.1981. Mass Transfer Operations, Ed. 2nd.Mc Graw Hill Book
Company : London
Ulrich, G.1984.A Guide to Chemical Engineering Process Design and Economics.
University of New Hampshire : USA
Wallas, M.1990. Chemical Process Equipment. Butterworth-Heinemann : Boston
Wang, L, K.2008. Gravity Thickener, Handbook of Enviromental Engineering,
Vol. 6th. The Humana Press Inc. : New Jersey
Wilson, E. T.2005. Clarifier Design. Mc Graw Hill Book Company : London
PRARANCANGAN PABRIK BENZIL ALKOHOL DARI BENZIL
KLORIDA, NATRIUM KARBONAT DAN AIR DENGAN KAPASITAS
50.000 TON/TAHUN
Oleh
SULISTIONO
Pabrik Benzil Alkohol berbahan baku benzil klorida, natrium karbonat,
dan air akan didirikan di Surabaya. Pabrik ini berdiri dengan mempertimbangkan
kebutuhan dalam negeri akan benzil alcohol yang terus meningkat, ketersediaan
bahan baku, sarana transportasi yang memadai, tenaga kerja yang mudah
didapatkan dan kondisi lingkungan.
Pabrik direncanakan memproduksi benzil alkohol sebanyak 50.000
ton/tahun, dengan waktu operasi 24 jam/hari, 330 hari/tahun. Bahan baku yang
digunakan adalah benzil klorida sebanyak 7.533,2710 kg/jam, natrium karbonat
sebanyak 3.156,2321 kg/jam, dan air sebanyak 6.249,9646 kg/jam.
Penyediaan kebutuhan utilitas pabrik benzil alkohol berupa: pengadaan
air, pengadaan steam, pengadaan listrik, kebutuhan bahan bakar, dan pengadaan
udara kering.
Bentuk perusahaan adalah Perseroan Terbatas (PT) menggunakan struktur
organisasi line dan staff dengan jumlah karyawan sebanyak 134 orang.
Dari analisis ekonomi diperoleh:
Fixed Capital Investment
(FCI)
= Rp 377.126.320.790
Working Capital Investment
(WCI)
= Rp 66.551.703.669
Total Capital Investment
(TCI)
= Rp 443.678.024.458
Break Even Point
(BEP)
= 33,1997 %
Shut Down Point
(SDP)
= 24,7329 %
Pay Out Time before taxes
(POT)b
= 1,2356 years
Pay Out Time after taxes
(POT)a
= 1,4982 years
Return on Investment before taxes
(ROI)b
= 60,2913 %
Return on Investment after taxes
(ROI)a
= 48,2330 %
Discounted cash flow
(DCF)
= 50,0372 %
Mempertimbangkan paparan di atas, sudah selayaknya pendirian pabrik
benzil alkohol ini dikaji lebih lanjut, karena merupakan pabrik yang
menguntungkan dan mempunyai masa depan yang baik.
i
MOTO
Hidup adalah perjuangan untuk mencapai
sebuah tujuan di dunia dan akhirat.
Sebuah Karya kecilku....
Dengan segenap hati kupersembahkan tugas akhir ini kepada:
Allah SWT,
Atas kehendak-Nya semua ini ada
Atas rahmat-Nya semua ini aku dapatkan
Atas kekuatan dari-Nya aku bisa bertahan.
Orang tuaku sebagai tanda baktiku, terima kasih atas segalanya,
doa, kasih sayang, pengorbanan, dan keikhlasannya.
Ini hanyalah setitik balasan yang tidak bisa dibandingkan dengan
berjuta-juta pengorbanan dan kasih sayang
yang tidak akan pernah berakhir.
Guru-guruku sebagai tanda hormatku,
terima kasih atas ilmu yang telah diberikan.
Serta tak lupa kupersembahkan kepada Almamaterku tercinta,
semoga kelak berguna dikemudian hari.
SANWACANA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT yang Maha Kuasa dan
Maha Penyayang, atas segala rahmat dan hidayah-Nya, sehingga tugas akhir ini
dengan judul “Prarancangan Pabrik Benzil Alkohol dari Benzil Klorida, Natrium
Karbonat dan Air Kapasitas 50.000 Ton / Tahun” dapat diselesaikan dengan baik.
Tugas akhir ini disusun dalam rangka memenuhi salah satu syarat guna
memperoleh derajat kesarjanaan (S-1) di Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Lampung.
Penyusunan tugas akhir ini tidak lepas dari bantuan dan dukungan dari beberapa
pihak. Oleh karena itu penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Ir. Azhar, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia Universitas Lampung.
2. Panca Nugrahini F., S.T., M.T., selaku dosen pembimbing I, yang telah
memberikan pengarahan, masukan, bimbingan, kritik dan saran selama
penyelesaian tugas akhir. Semoga ilmu bermanfaat yang diberikan dapat
berguna dikemudian hari.
3. Heri Rustamaji, S.T, M.Eng., selaku dosen pembimbing II, yang telah
memberikan pengarahan, masukan, bimbingan, kritik dan saran selama
penyelesaian tugas akhir. Semoga ilmu bermanfaat yang diberikan dapat
berguna dikemudian hari.
4. Ir. Azhar, M.T., dan Darmansyah, S.T., M.T., selaku Dosen Penguji atas ilmu,
kritik dan saran, dalam penyelesaian tugas akhir.
5. Seluruh Dosen Teknik Kimia Universitas Lampung, atas semua ilmu dan
bekal masa depan yang akan selalu bermanfaat.
6. Keluargaku tercinta, untuk Ayah, Ibu, Abang dan Adik tercinta yang selalu
memberikan do’a, semangat, dukungan, serta kepercayaan dan ketulusan
untukku, skripsi ini juga ku persembahkan untuk mereka semoga bisa menjadi
pengobat hati yang pilu.
7. Ika Hermania, selaku rekan seperjuangan dalam suka duka yang telah
membantu penulis dalam penyelesaian laporan tugas akhir ini.
8. Aprilla Ayu Ramasari, terimakasih atas dukungan yang tiada henti.
9. Teman-teman seperjuangan di Teknik Kimia Angkatan 2007, kakak-kakak
dan adik-adik angkatan yang tidak bisa disebutkan satu persatu. Terimakasih
atas bantuannya selama penulis menyelesaikan tugas akhir ini.
10. Semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan tugas akhir ini.
Semoga Allah membalas semua kebaikan mereka terhadap penulis dan semoga
skripsi ini berguna.
Bandar Lampung, 4 Agustus 2014
Penulis,
Sulistiono
DAFTAR ISI
halaman
Abstrak
Daftar Isi ....................................................................................................... vi
Daftar Tabel .................................................................................................. ix
Daftar Gambar ............................................................................................. xii
Daftar Grafik ..............................................................................................
xiii
I. Pendahuluan .............................................................................................. 1
1.1. Latar Belakang ....................................................................................... 1
1.2. Kegunaan Produk ................................................................................. 2
1.3. Ketersedian Bahan Baku ....................................................................... 3
1.4. Prospek Pasar .......................................................................................... 3
1.5. Lokasi Pabrik ........................................................................................... 5
II. Uraian Proses ............................................................................................ 7
2.1. Jenis – Jenis Poses ............................................................................... 7
1. Reduksi Katalia dengan Benzaldehida .................................................. 7
2. Reaksi Cannizaro .................................................................................. 7
3. Reaksi Hidrolisa ...................................................................................... 8
2.2. Pemilihan Proses ..................................................................................
8
a. Tinjauan Ekonomi ................................................................................
9
b. Tinjauan Termodinamika ................................................................... 17
2.3. Uraian Proses ...................................................................................... 24
a. Persiapan Bahan Baku ......................................................................... 24
b. Tahap Reaksi ...................................................................................... 25
c. Tahap Pemurnian ................................................................................. 26
vi
III. Spesifikasi Bahan Baku dan Produk .................................................... 27
3.1. Spesifikasi Bahan ................................................................................... 27
1. Bahan Baku ......................................................................................... 27
2. Bahan Pembantu .................................................................................. 28
3.2. Spesifikasi Produk ............................................................................... 28
IV. Neraca Massa dan Neraca Energi ......................................................... 31
A. Neraca Massa .......................................................................................... 31
B. Neraca Energi .......................................................................................... 36
V. Spesifikasi Peralatan ................................................................................ 42
A. Peralatan Proses ...................................................................................... 42
VI. Utilitas dan Pengolahan Limbah ........................................................... 57
A. Unit Pendukug Proses (Utilitas) .............................................................. 57
B. Laboratorium ........................................................................................... 84
C.1. Laboratorium Fisika ....................................................................... 86
C.2. Laboratorium Analitik .................................................................... 86
C.3. Laboratorium Penelitian dan Pengembangan ................................ 86
C.4. Laboratorium Analisa Air .............................................................. 87
C.5. Alat Analisa ..................................................................................... 88
D. Instrumentasi dan Pengendalian Proses .................................................. 88
VII. Lokasi dan Tata Letak Pabrik ............................................................ 91
A. Lokasi Pabrik .......................................................................................... 91
B. Tata Letak Pabrik .................................................................................... 94
C. Prakiraan Areal Lingkungan .................................................................
94
VIII. Sistem Manajemen dan Operasi Perusahaan .................................. 98
A. Bentuk Perusahaan ................................................................................. 98
B. Deskripsi Jabatan ...................... .............................................................. 99
C. Hari Libur Karyawan ............................................................................. 110
vii
D. Jam Kerja ................................................. ................................................ 111
E. Sistem Pengupahan ................................................................................. 114
F. Kesejahteraan Karyawan ........................................................................ 116
G.Kesehatan dan Keselamatan Kerja ............................................................ 118
IX. Investasi dan Evaluasi Ekonomi ........................................................... 120
A. Investasi .................................................................................................. 120
B. Evaluasi Ekonomi ................................................................................... 125
C. Angsuran Pinjaman ................................................................................. 127
X. Kesimpulan dan Saran ............................................................................ 129
Daftar Pustaka
Lampiran (Tugas Khusus, Perancangan Reactor)
viii
DAFTAR TABEL
Tabel
halaman
1.1. Data Impor Benzil Alkohol di Indonesia..................................................
3
2.1. Harga bahan baku dan produk .................................................................
9
2.2. Nilai ΔH°f masing-masing Komponen ....................................................
18
2.3. Nilai ΔG°f masing-masing Komponen ....................................................
19
2.4. Nilai ΔH°f masing-masing Komponen.....................................................
20
2.5. Nilai ΔG°f masing-masing Komponen.....................................................
21
2.6. . Nilai ΔH°f masing-masing Komponen...................................................
22
2.7. Nilai ΔG°f masing-masing Komponen.....................................................
23
2.8. Kriteria penilaian pemilihan proses..........................................................
24
4.1. Data komponen ........................................................................................
32
4.2. Neraca Massa Mixing Tank (MT-101)..................................................... 32
4.3. Neraca Massa Reactor I (RE-201) .......................................................... 33
4.4. Neraca Massa Reactor II (RE-202) ........................................................ 33
4.5 Neraca Massa pada Decanter .................................................................... 34
4.6. Neraca Massa Total Menara Distilasi .....................................................
34
4.7. Neraca Massa Condensor (CD-301)…….................................................
35
4.8. Neraca Massa Reboiler (RB-301) ……….......... ...................................
35
4.9. Neraca Energi Total Mixing Tank ……....................................................
36
4.10. Neraca Energi masuk Reaktor I .....………......... ................................... 36
4.11 Neraca Energi keluar Reaktor I ..............................................................
37
4.12 Neraca Energi Total Reaktor I ................................................................
37
4.13. Neraca Energi masuk Reaktor II .....………........ ................................... 38
4.14. Neraca Energi keluar Reaktor II.............................................................. 38
4.15. Neraca Energi Total Reaktor II ................................................................ 39
ix
4.16. Neraca Energi Masuk Decanter ............................................................... 39
4.17. Neraca Energi Keluaran Decanter Aliran Atas ....................................... 40
4.18. Neraca Energi Keluaran Decanter Aliran Bawah ................................... 40
4.19. Neraca Energi Total DE-01 ..................................................................... 40
4.20. Neraca Energi Masuk Distilasi ................................................................ 41
4.21. Neraca Energi Total Menara Distilasi ..................................................... 41
5.1. Spesifikasi Tangki Benzil Klorida (ST-101) .......................................... 42
5.2. Spesifikasi Tangki Benzil Alkohol (ST-301) ......................................... 43
5.3. Spesifikasi Solid Storage (SS-101) ........................................................
44
5.4. Spesifikasi Screw Conveyor (SC-101) .................................................... 45
5.5. Spesifikasi Bucket Elevator (BE-101) .................................................... 46
5.6. Spesifikasi Feeder (FE-101) ..................................................................
47
5.7. Spesifikasi Mixing Tank (MT-101) ...................................................... .
48
5.8. Spesifikasi RE –201................................................................................
49
5.9. Spesifikasi RE –202 ..............................................................................
50
5.10. Spesifikasi Dekanter (DE-301) ............................................................
51
5.11. Spesifikasi Menara Distilasi (MD-301) .................................................
52
5.12. Spesifikasi Condensor ( CD – 401 .........................................................
53
5.13. Spesifikasi AC-401 ................................................................................
54
5.14. Spesifikasi Reboiler (RB-401) ...............................................................
55
5.15. Spesifikasi Pompa (PP – 101) ...............................................................
56
5.16. Spesifikasi Pompa (PP – 301) ..............................................................
56
6.1. Standar Air untuk Kebutuhan Domestik ................................................. 58
6.2. Kebutuhan Air untuk General Uses ........................................................ 59
6.3. Kebutuhan Air untuk Air Pendingin ....................................................... 61
6.4. Baku Mutu Air Proses ............................................................................. 66
6.5. Kebutuhan Steam .................................................................................... 67
6.6. Kebutuhan Air Untuk Process Water ......................................................
68
6.7. Kebutuhan Penerangan untuk Area dalam Bangunan ............................ 78
6.8. Kebutuhan Penerangan untuk Area luar Bangunan ...............................
79
6.19. Kebutuhan Listrik untuk Alat Proses .................................................... 80
6.10. Kebutuhan Listrik untuk Alat Utilitas ................................................... 81
x
6.11. Tingkatan Kebutuhan Informasi dan Sistem Pengendalian .................. 89
6.12. Pengendalian Variabel Utama Proses .................................................... 90
8.1. Jadwal Kerja Regu Shift ........................................................................... 112
8.2. Jumlah Operator Berdasarkan Jenis Alat ................................................... 114
8.3. Penggolongan jumlah tenaga kerja ............................................................ 115
8.4. Jumlah karyawan shift ................................................................................ 116
9.1. Fixed Capital Investment ......................................................................... 121
9.2. Manufacturing Cost ................................................................................. 122
9.3. General Expenses .................................................................................... 123
9.4. Biaya Administrasi .................................................................................. 124
9.5. Hasil Uji Kelayakan Ekonomi ................................................................. 128
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar
halaman
4.1 Blok Diagram Proses Pembuatan Benzil Alkohol ...............................
32
6.1 Cooling Tower ......................................................................................
63
6.2 Diagram Cooling Water System.............................................................
65
6.3 Diagram Alir Pengolahan Air................................................................
70
6.4 Deaerator .............................................................................................
77
7.1 Peta Provinsi Jawa Timu .....................................................................
95
7.2 Tata Letak Pabrik .................................................................................
96
7.3 Tata letak alat proses
97
....................................................................
xii
DAFTAR PUSTAKA
Banchero, B.1955. Chemical Engineering Series. Mc Graw Hill in Chemical
Engineering : New York
Biegler, T.1997. Systematic Methods of Chemical Process Design. Prentice Hall
International : London
Brown, G.1950. Unit Operations.John Wiley and Sons : New York
Brownell, Young.1959. Equipment Process Design.Wiley Eastern Limited :
Bangalore
Chemical Data Chemmaths. 2011.
Chemical Engineering Magazine, Ed. Juni 2011.
Coulson, Richardson.1983. Chemical Engineering, Vol. 6th. Pergamon Press :
New York
Coulson, Richardson.1955. Chemical Engineering, Vol. 2nd. ButterworthHeinemann : Boston
FLSmidth, One Source. 2011. Door Oliver Eimco Thickeners.
Fogler, Scott, H.1999.Elements of Chemical Reaction Engineering, Ed. 3th.
Prentice Hall International : London
Foust, A.1960. Principles of Unit Operations, Ed. 2nd. John Wiley and Sons :
New York
Geankoplis, C. J.1983. Transport Processes and Unit Operations, Ed. 2nd. Allyn
and Bacon, Inc : London
H. Porse, CP Keko ApS, pers.comm, 2009.
Harnby, N.1985. Mixing in The Process Industries, Ed. 2nd. ButterworthHeinemann : Boston
Hensley, C.2006. Cooling Tower Fundamentals. SPX Cooling Technologies :
Kansas
Himmelblau.1996. Basic Principles and Calculations in Chemical Engineering.
Prentice Hall International : London
Ismail, S.1996. Alat Industri Kimia. Unversitas Sriwjaya : Palembang
Kepdal. 2000 No. 113. Pedoman Teknis Laboratorium Lingkungan.
Kern, D.1950. Process Heat Transfer. Mc Graw Hill International Book
Company: London
Keyes, F. and Clark, R.S. 1959, Industrial Chemistry, 2nd edition, John Wiley and
Sons, Inc., New York.
Lesmana, D.2009. Bahan Kuliah Teknologi Buangan Industri Modul Limbah
Cair, Padat, Gas, dan B3.Universitas Lampung : Bandar Lampung
Levenspiel, O.1999. Chemical Reaction Engineering, Ed. 3rd.
John Wiley and Sons : New York
Material Codes. 2011.
Mc Cabe.1985. Unit Operation of Chemical Engineering, Jilid. 2nd, Ed. 4th.
Mc Graw Hill Book Company : New York
Mc Lanahan Corp. Aggregate Processing Division Brosure.2011
Menteri Keuangan Republik Indonesia, Agus Martowardojo, 14 Juni 2011, 09:51
WIB et.al. Kompas.com.
MIP Process Technology.2011. MIP Thickener Design.
Missen, R.1928.Introduction to Chemical Reaction Engineering and
Kinetics.John Wiley and Sons : New York
Moss, D.2004.Pressure Vessel Design Manual, Ed. 3th.Elvesier : Boston
MSDS Sodium Carbonate.Science Lab.com, 21 Februari 2011, 10:22 WIB
MSDS Phosphate Acid.Science Lab.com, 21 Februari 2011, 10:25 WIB
Mulyono, P.1997.Ekonomi Teknik Kimia.Universitas Gajah Mada : Yogyakarta
Perry’s.1950.Chemical Engineer’s Handbook, Ed. 3th.Mc Graw Hill Book
Company : London
Perry’s.1963.Chemical Engineer’s Handbook, Ed. 4th.Mc Graw Hill Book
Company : London
Perry’s.1999. Chemical Engineer’s Handbook, Ed. 7th.Mc Graw Hill Book
Company : London
Perry’s.2008. Chemical Engineer’s Handbook, Ed. 8th.Mc Graw Hill Book
Company : London
Peter, Timmerhaus.2002. Plant Design and Economics for Chemical
Engineers.Mc Graw Hill Higher Education : New York
Powel, S.1954.Water Conditioning for Industry, Ed. 1st.Mc Graw Hill Book
Company : London
Rase.1977.Chemical Reactor Design for Process Plant, Vol. 1st, Principles and
Techniques.John Wiley and Sons : New York
Reid, C.1987.The Properties of Gases and Liquids, Ed. 4th. Donneley and Sons :
New York
Reklaitis, G. V.1983. Introduction to Material and Energy Balances.Mc Graw
Hill Book Company : London
Sari, A.2010. Bahan Kuliah Utilitas dan Penggerak Mula Modul Pengolahan Air
Industri. Universitas Lampung : Bandar Lampung
Schepman, B. A.1962.New Concepts in Thickener Design, Underflow Pump
Arrangement, and Automatic Controls. SK-SNI Air Bersih, 12 Juni 2011,
13:25 WIB
Smith, J. M.2001.Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics, Ed.
6th.Mc Graw Hill International Edition : New York
Smith, J.M.1981.Chemical Engineering Kinetics, Ed. 3th.
Mc Graw Hill International Edition : New York
Smith, R.2005.Chemical Process Design and Integration.John Wiley and Sons :
New York
Sugiharto.1987. Dasar-Dasar Pengelolaan Air Limbah. Universitas Indonesia :
Jakarta
Technical Specification Thickeners.2011
Treyball, R.1981. Mass Transfer Operations, Ed. 2nd.Mc Graw Hill Book
Company : London
Ulrich, G.1984.A Guide to Chemical Engineering Process Design and Economics.
University of New Hampshire : USA
Wallas, M.1990. Chemical Process Equipment. Butterworth-Heinemann : Boston
Wang, L, K.2008. Gravity Thickener, Handbook of Enviromental Engineering,
Vol. 6th. The Humana Press Inc. : New Jersey
Wilson, E. T.2005. Clarifier Design. Mc Graw Hill Book Company : London